中小型山地城市軌道交通制式比選研究

　　摘 要：作為城市軌道交通建設(shè)中需要解決的首要問題，制式比選是項目建設(shè)初期的重點。文章以四川省攀枝花市為例，從審批政策風(fēng)險、技術(shù)可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、建設(shè)及運營成本、預(yù)留未來發(fā)展空間等角度，對中小型山地城市軌道交通制式進(jìn)行比選研究。從運量、自然條件角度考慮，有軌電車、懸掛式單軌、跨座式單軌 3 種制式均可供選擇，但受審批政策的影響，現(xiàn)階段有軌電車仍是確保建設(shè)順利推進(jìn)的唯一選擇。隨著審批政策的進(jìn)一步明確，小型化的跨座式單軌及懸掛式單軌將充分發(fā)揮其在適應(yīng)特殊自然環(huán)境方面的優(yōu)勢，為中小型山地城市建設(shè)城市軌道交通提供全新的制式解決方案。

　　關(guān)鍵詞：城市軌道交通;山地城市;制式比選;有軌電車;懸掛式單軌;跨座式單軌

　　《城市軌道交通研究》(月刊)創(chuàng)刊于1998年，由同濟(jì)大學(xué)主辦，上海市交通運輸和港口管理局、上海鐵路局、上海申通地鐵集團(tuán)、廣州市地下鐵道總公司、深圳市地鐵集團(tuán)、長春軌道客車股份有限公司。

　　1 研究背景

　　隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，全國小汽車保有量不斷增加，擁堵已經(jīng)不是大城市的特有現(xiàn)象，而是逐漸向中小城市蔓延，中小城市對于城市軌道交通的需求逐漸顯現(xiàn)。

　　山地地形起伏，高差大，可供城市發(fā)展的空間極為有限。為實現(xiàn)土地資源利用效率的最大化，與平原、丘陵城市相比，山地城市均具有依山傍水而建、城市整體落差大、房屋樓層較高、道路坡陡彎急且路面寬度有限等特點。

　　作為城市軌道交通建設(shè)中需要解決的首要問題，制式比選是項目建設(shè)初期的重點，決定著該線路以至整個城市線網(wǎng)的技術(shù)路線。國內(nèi)外學(xué)者對此開展了大量研究工作，如魏慶朝、韓寶明等對城市軌道交通制式選擇進(jìn)行了研究[1-7]，喻文球、閔國水、胡仁兵等探討了市域鐵路制式選擇[8-11]。然而，針對中小型山地城市軌道交通制式的比選研究卻相當(dāng)匱乏，本文以四川省攀枝花市為例對此展開研究。

　　2 項目概況

　　攀枝花市位于中國西南川滇交接部，2018年末戶籍人口108.34萬人，2018年全市實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)1 173.52億元，公共財政預(yù)算收入61.5億元。地形呈兩江五河七谷群山分布，具有典型的高山峽谷特征，為典型的組團(tuán)城市，且各組團(tuán)較分散。2020年市域規(guī)劃143萬人，中心城區(qū)規(guī)劃91萬人，城市建設(shè)用地100.09 km2;2030年市域規(guī)劃155萬人，中心城區(qū)規(guī)劃109萬人，城市建設(shè)用地119.92 km2。

　　《攀枝花市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》提出，攀枝花市遠(yuǎn)期軌道交通線網(wǎng)由6條線路組成，線網(wǎng)全長為95.9 km，共設(shè)站98座，其中換乘站8座，平均站間距為

　　1.076 km，線路具體情況見表1。2030年，攀枝花市軌道交通線網(wǎng)客運量為66.38萬人次/天，線網(wǎng)負(fù)荷強(qiáng)度為

　　0.70萬人次/(km ·天)，城市軌道交通出行客流占公共交通出行客流的比例為46.9%，遠(yuǎn)期高峰小時最大單向斷面客流量為8 333人次/ h，規(guī)劃線路最大坡度為 60‰。

　　3 總體思路

　　3.1 確定制式比選范圍

　　根據(jù)運量大小，不同城市軌道交通制式可被分為大運量、中運量和小運量3種類型，見表2。

　　攀枝花市遠(yuǎn)期高峰小時最大單向斷面客流量為8 333人次/h，屬于小運量范疇，故從運量匹配角度考慮，可供攀枝花市軌道交通選擇的制式為懸掛式單軌與有軌電車2種。

　　而從適應(yīng)地形的角度考慮，跨座式單軌雖運量較大，也可作為候選制式。其原因在于攀枝花屬于典型的山地城市，具有“彎急、坡陡、路窄”的典型特征。反應(yīng)到制式選擇上，“彎急”要求城市軌道交通可通過較小的曲線半徑，以增加選線靈活度、減小拆遷量及工程量;“坡陡”要求城市軌道交通在縱向上具有較強(qiáng)的大坡度通過能力，在橫向上具有良好的抗側(cè)翻與抗傾覆能力;“路窄”要求在城市軌道交通建設(shè)及運營過程中能方便靈活地處理好與地面非軌道交通之間的關(guān)系。而跨座式單軌可以很好地滿足這些要求。

　　因此，本文將對有軌電車、懸掛式單軌和跨座式單軌3種制式進(jìn)行比選研究。

　　3.2 制式比選考慮的主要因素

　　不同的城市軌道交通制式，由于其基本原理不同形成了各自不同的特點以及優(yōu)缺點，但制式之間并不存在絕對的優(yōu)劣之分。從技術(shù)角度而言，討論哪種制式更適合某個城市，其本質(zhì)是對不同制式特點與城市特點之間的相容性(即城市軌道交通與城市的自然環(huán)境、既有條件之間的適應(yīng)性)進(jìn)行比較，此為城市軌道交通制式選擇的主要問題，也是控制性因素。而制式本身的優(yōu)缺點為次要問題、非控制性因素，能控制在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)、或者通過相關(guān)技術(shù)手段予以解決的可不納入考慮范圍。

　　綜合考慮以上因素，攀枝花市軌道交通制式比選考慮的主要因素如下。

　　(1)審批政策風(fēng)險。包括國家相關(guān)政策規(guī)定和國內(nèi)相關(guān)項目實施情況2個具體因素。

　　(2)技術(shù)可靠性。包括國外應(yīng)用情況、國內(nèi)應(yīng)用情況、系統(tǒng)國產(chǎn)化情況和相關(guān)規(guī)范情況4個具體因素。

　　(3)環(huán)境適應(yīng)性。包括噪聲、與道路及周圍建筑物協(xié)調(diào)性、視野通透性與采光效果，以及施工對既有地面交通的影響4個具體因素。

　　(4)建設(shè)及運營成本。包括投資匡算和運營成本2個具體因素。

　　(5)預(yù)留未來發(fā)展空間。主要指改造方案的選擇。

　　4 制式比選

　　下面將從審批政策風(fēng)險、技術(shù)可靠性、環(huán)境適應(yīng)性、建設(shè)及運營成本和預(yù)留未來發(fā)展空間5大方面對上述3種制式進(jìn)行比選研究。

　　4.1 審批政策風(fēng)險

　　4.1.1 國家相關(guān)政策規(guī)定

　　在國家政策層面，目前僅對建設(shè)地鐵和輕軌的基本要求，以及地鐵、輕軌和有軌電車的審批權(quán)限進(jìn)行了規(guī)定。對于有軌電車，可建設(shè)地鐵和輕軌的城市須將其納入建設(shè)規(guī)劃，報國家審批，其余不符合建設(shè)地鐵與輕軌條件的城市則由省級政府部門審批。而對于懸掛式單軌、跨座式單軌尚無明確規(guī)定。